возвращаясь к вопросу КПД (знатокам КПД)

[Барада]

продолжаю тему КПД в отдельной ветке.
приглашаю знатоков. тех кто знает как правильно КПД винта считать и КПД двигателя.

У нас есть задача. нужна тяга.
рассмотрим небольшие скорости.

мощность нам обеспечивает двигатель,
а тягу соответственно - движитель.
Система: двигатель+движитель.
КПД системы КПД двигателя* КПД движителя это достаточно очевидно
но спорить конечно будут

рассмотрим 2 примера:

планер АС4 с турбореактивным двигателем R500
и рассмотрим параплан с двигателем 14кватт мощности и большим винтом.

два варианта - оба дают одинаковую тягу 55 кГс
первая потребляет топливо 60 кг на 1 час работы
вторая потребляет топливо 14 кг на 1 час работы

покажите где какой КПД? ;-) и почему такая чудовищная разница?

 

[дима043]

На счет разницы.
Во первых модельная турбина, которая стоит на данном планере имеет крайне низкую эффективность использования энергии топлива. Коэффициент повышения давления там менее 4 а в поршневом двигателе степень сжатия точно более 8. От этого зависит эффективность адиабатического расширения газа. Т.е. прямого преобразования тепловой энергии газа в механическое его движение. А задача двигателя состоит в том чтобы придавать ускорение частицам воздуха а не нагревать воздух.

Во вторых можно рассмотреть что происходит после прохода такого турбореактивного планера кроме теплового следа. Высокоскоростная струя, которая в десятки раз быстрее скорости полета планера создает в воздухе множество вихрей и турбулентности на большом расстоянии, которые затем постепенно затухают и эта энергия тоже превращается в тепло. И эта энергия тоже была взята из топлива.

Скорость потока за правильно подобранным винтом не сильно отличается от скорости движения летательного аппарата и турбулентность затухает гораздо быстрее.

 

[Барада]

хорошо. очень хорошо.
то есть вы четко понимаете что вся масса выбрасываемого турбиной газа
это создаваемая точка опоры с помощью которой создается тяга.
турбина тянет в одну сторону. и такой же импульс нужно отбрасывать назад.
то есть турбина на малых скоростях как минимум вдвое, проигрывает винту
с лопастями. это без учета КПД и вс/ких там давлений при сжатии и т.д.

это принципиально разные движители.
винт не отбрасывает за собой огромных струй и масс.
его толкает атмосфера своим давлением.
а лопасть(крыло) создает лишь условия
для такой возможности...

 

[дима043]

это принципиально разные движители.
винт не отбрасывает за собой огромных струй и масс.
его толкает атмосфера своим давлением.
а лопасть(крыло) создает лишь условия
для такой возможности...

Ну вообще то если винт или другой движитель не будет придавать никакое ускорение частицам набегающего потока то и тяги он создавать не будет.

Атмосферное давление давит со всех сторон одинаково и само по себе суммарной силы не создает (ну есть конечно небольшая архимедова сила). Если рассматривать работу винта с точки зрения давления то на передних по направлению полета сторонах лопастей давление будет чуть ниже атмосферного а на задних чуть выше. Это вызовет подъемную силу приложенную к лопастям и тягу винта.
Но это просто другой подход рассмотрения одного процесса более упрощенный чем анализ траектории и импульса каждой отдельной частицы. Разница давлений вызовет то самое ускорение и отбрасывание частиц воздуха. В зону пониженного давления устремится воздух со всех сторон кроме той которую ограничивает поверхность лопасти. А из зоны повышенного давления будет происходить движение частиц во все стороны кроме той которую ограничивает тоже поверхность. Если нарисовать эти движения и сложить возможные вектора то и получится то самое ускорение и отбрасывание в нужном направлении.

 

[mikoma]

почему такая чудовищная разница?
КПД ТРД на таких малых скоростях очень мало.

 

[Барада]

почему такая чудовищная разница?
КПД ТРД на таких малых скоростях очень мало.

на любых скоростях КПД ТРД точно такое же.
просто оно не падает с увеличением скорости. а у винта падает

 

[дима043]

на любых скоростях КПД ТРД точно такое же.
просто оно не падает с увеличением скорости. а у винта падает

Еще можно с натяжкой сказать что ТЯГА ТРД не падает с ростом скорости а у винта падает. Но не КПД. КПД у ТРД растет с ростом скорости впрочем не бесконечно.
Ну сами подумайте. Если тяга ТРД ну допустим постоянна а скорость растет значит расход топлива за секунду постоянный а мощность (тяга умножить на скорость) растет. А если при том же расходе топлива мощность повышается то что происходит с КПД ?

 

[mikoma]

на любых скоростях КПД ТРД точно такое же.
просто оно не падает с увеличением скорости. а у винта падает

Нет

 

[Барада]

Нет
Посмотреть вложение 554748

это теория. какой ТРД? какая скорость? где конкретные цифры.
это картинка художника по принципу - он так видит

на практике тяга ТРД сохраняется в некоторых пределах

 

[mikoma]

Поковыряйтесь в теории, характеристиках конкретных двигателей, если Вам необходимо.
По сути, на Ваш вопрос уже ответили.
При эксплуатационных скоростях планера КПД СУ с ТРД более чем в 4 раза ниже КПД СУ с ПД,
потому что, зона высокого КПД СУ с ТРД находится далеко за пределами скорости планера.
Это просто такой тип двигателя.

 

[Барада]

Поковыряйтесь в теории, характеристиках конкретных двигателей, если Вам необходимо.
По сути, на Ваш вопрос уже ответили.
При эксплуатационных скоростях планера КПД СУ с ТРД более чем в 4 раза ниже КПД СУ с ПД,
потому что, зона высокого КПД СУ с ТРД находится далеко за пределами скорости планера.
Это просто такой тип двигателя.

вы не поняли. я уже поковырялся. тяга ТРД и расход топлива стабильны в широких скоростных пределах.
соотв. и его КПД стабильно мало изменяется как и тяга

но при этом разница на малых скоростях с винтом чудовищно не в пользу ТРД.
понимаете в чём вопрос?

 

[дима043]

вы не поняли. я уже поковырялся. тяга ТРД и расход топлива стабильны в широких скоростных пределах.
соотв. и его КПД стабильно мало изменяется как и тяга

но при этом разница на малых скоростях с винтом чудовищно не в пользу ТРД.
понимаете в чём вопрос?

Тяга стабильна а КПД меняется. Это разные параметры.

 

[SMotors]

тяга ТРД и расход топлива стабильны в широких скоростных пределах.
соотв. и его КПД стабильно мало изменяется как и тяга

Тяга и КПД- не одно и то же. A=Fs, работа= силе(тяге) помножить на путь. Больше скорость, больше путь в еденицу времени. Если тяга постоянна, то работа в еденицу времени увеличивается при увеличении скорости. А это означает, что КПД ТРД растёт с увеличением скорости, хотя его тяга меняется не так значительно.

 

[Барада]

Тяга стабильна а КПД меняется. Это разные параметры.

интересный подход.

тяга не меняется. часовой расход топлива не меняется.
Это означает что и мощность не меняется.
у нас удельный расход топлива на 1кГс тяги остается неизменным.
КПД смотри выше это и есть удельный расход топлива к тяге.

получается у нас есть факт - КПД не меняется.

у вот Дима43 решил что тяга стабильна а КПД меняется.
каким же мать его(КПД) образом? а?

🙂))))))))))

 

[Барада]

Тяга и КПД- не одно и то же. A=Fs, работа= силе(тяге) помножить на путь. Больше скорость, больше путь в еденицу времени. Если тяга постоянна, то работа в еденицу времени увеличивается при увеличении скорости. А это означает, что КПД ТРД растёт с увеличением скорости, хотя его тяга меняется не так значительно.

практический КПД это удельный расход топлива на количество производимой тяги в кГс
вот у нас входные параметры КПД:

"первая потребляет топливо 60 кг на 1 час работы тяга 55кГс
вторая потребляет топливо 14 кг на 1 час работы тяга 55кГс"

нас не интересует теоритическая "работа" с её парадоксальным гипотетическим определением сила*путь
у нас практические две системы и
они пожирают реальное топливо в килограммах на практике. не в формулах.
вы не понимаете, да?

 

[SMotors]

интересный подход.

тяга не меняется. часовой расход топлива не меняется.
Это означает что и мощность не меняется.

Мощность горелки не меняется, Вы правы!!! КПД нагрева атмосферы остаётся постоянным! Да, это так!
Но, если, вдруг, Вас заинтересует КПД движителя, прийдётся стать "шизофреником".😉

 

[SMotors]

практический КПД это удельный расход топлива на количество производимой тяги в кГс

Откуда такое заключение взялось?

 

[Барада]

Мощность горелки не меняется, Вы правы!!! КПД нагрева атмосферы остаётся постоянным! Да, это так!
Но, если, вдруг, Вас заинтересует КПД движителя, прийдётся стать "шизофреником".😉

КПД нагрева атмосферы остается постоянным для какой системы?
тяга в кГс 55кг остается постоянной в небольшом разбросе скоростей
о которых идет речь.
Если вы сравниваете КПД систем, о чем я и просил,
то нагрев атмосферы разный.
60 кг топлива за час и 14 кг топлива за час.
это разное количество калорий 🙂)

мы сравниваем два КПД двух систем: двигатель+движитель.
и они РАЗНЫЕ.
если вы сможете отдельно указать КПД движителя и двигателя
для каждого из этих случаев даже став шизофреником - давайте.
интересно.

 

[Барада]

Откуда такое заключение взялось?

из практического примера.
а так же из здравого смысла.
ещё из условий задачи.

что значит откуда взялось.
удельный расход топлива к тяге это основной показатель
топливной экономичности и КПД системы.

Или вы думаете что система может иметь высокий КПД
и ждать больше топлива чем система с более низким КПД?
как вы себе это представляете? 🙂)))))))))

 

[дима043]

интересный подход.

тяга не меняется. часовой расход топлива не меняется.
Это означает что и мощность не меняется.
у нас удельный расход топлива на 1кГс тяги остается неизменным.
КПД смотри выше это и есть удельный расход топлива к тяге.

получается у нас есть факт - КПД не меняется.

🙂))))))))))

С какой стати Вы стали приравнивать энергию (топлива) к силе ? Это разные понятия и в разных единицах меряются. А КПД (коэффициент) - безразмерная величина.
Расход энергии за единицу времени это мощность (в ваттах). Значит и вторая величина должна быть тоже мощностью а не силой.

Энергия сгорания топлива за 1 сек = Дж/с = Н*м/с = W (ватт)
Мощность прикладываемая двигателем к ЛА = тяга * скорость = Н*м/с = W (ватт)
Делим одно на другое и получаем безразмерный коэффициент полезного действия (КПД) где само слово коэффициент намекает на безразмерность величины.

Вы же пытаетесь выдумывать свои определения для давно устоявшихся физических параметров.
Если что то Вам не нравится Вы сразу переопределяете параметр как вам того хочется. В такой альтернативной физике бесполезно спрашивать советов у окружающих которые пользуются традиционной физикой. Если уж Вы создаете свою альтернативную науку то и искать ответы на вопросы в ней придется вам. А вопросов там будет очень много. Сами в них запутаетесь.